克尔效应介绍

也称为二次电光（QEO）效应的克尔效应是材料响应于所施加的电场的折射率的变化。 克尔效应与普克尔效应不同，因为诱导的指数变化与电场的平方成正比，而不是线性变化。 所有材料显示克尔效应，但某些液体比其他液体显示更强烈。 克尔效应于1875年被苏格兰物理学家约翰·克尔（John Kerr）发现。

通常考虑克尔效应的两种特殊情况，这些都是克尔电光效应或克尔效应。

例如，电压在电极材料的影响下的应用领域，材料成为双折射，不同指标的折射光偏振平行或垂直应用领域。在不同的折射率，Δn是由

克尔电光效应

其中λ是光的波长，K是克尔常数，E是电场的强度。 当光线垂直于电场的方向入射到其上时，折射率的这种差异导致材料像波片一样起作用。 如果材料放置在两个“交叉”（垂直）线性偏振器之间，当电场关闭时不会发出光，而几乎所有的光将被传输到电场的一些最佳值。 克尔常数的较高值允许通过较小的施加电场实现完整的传输。

一些极性液体，如硝基甲苯和硝基苯表现出非常大的克尔常数。 填充有这些液体之一的玻璃电池称为克尔电池。 这些常用于调制光，因为克尔效应对电场的变化非常快。 这些设备的光可以在高达10GHz的频率下进行调制。 由于克尔效应相对较弱，典型的克尔电池可能需要高达30kV的电压才能实现完全透明。 这与Pockels电池相反，Pockels电池可以在更低的电压下工作。 克尔细胞的另一个缺点是最好的可用材料硝基苯是有毒的。 一些透明晶体也被用于克尔调制，尽管它们具有较小的克尔常数。

在缺乏反转对称性的媒体中，克尔效应通常被更强大的普克尔效应掩盖。 然而，克尔效应仍然存在，并且在许多情况下可以独立于普克尔效应贡献来检测。